螺旋桨正转，推动物体进步；螺旋桨反转，使患上物体退却退却，但这类“知识”被一次不测发现推翻。近日，北京邮电年夜学物理科学与技术学院丁阳教授团队初次发现了一种螺旋桨掉灵征象，于特定情况下，不管螺旋桨是正转另有是反转，物体都市退却退却。团队将这类征象称为“推进力反转”，相干论文刊发于最新一期《美国国家科学院院刊》（PNAS）上，已经在北京时间10月3日上线。 论文第一作者、北京盘算科学pp电子首页-研究中央博士生付蓉告诉科技日报记者，三年前，于用一种潜艇玩具做试验时，她惊奇地发现，当将潜艇置在硅油中时，不管潜艇上的螺旋桨怎么转，玩具都市于硅油中退却退却。研究了多年流体力学的丁阳敏克意识到，这一征象值患上进一步探究。历经多轮试验并完成三维数值模仿后，团队确认，这是雷诺数于“作怪”。 雷诺数指的是游动体于流体中游动时所感伤熏染到的惯性力及粘性力的比值，它受流体性子与游动体尺寸的配合影响。像船如许的年夜型物体于水里运动时惯性力更年夜，此时处在高雷诺数情境；而微小的细菌于血液游动时粘性力成为主导，此时处在低雷诺数情境。试验中，微型潜艇于硅油中行进，则恰利益在中等雷诺数区间。现实上，科学界对于这一区间中螺旋桨或者螺旋形推进的流体动力学描绘尚是空缺。 团队经由历程三维数值模仿发现，扭转的螺旋桨发动有歪斜角度的叶片与硅油相遇时，孕育发生了两种相互“较量”的效应——“离心吸入效应”与“后向流体加速效应”。前者指的是扭转的螺旋桨发动硅油转动，于螺旋桨四周形成负压区，这一负压区使患上螺旋桨重要将尾部的硅油向前吸，形成向后吸引螺旋桨及潜艇的反作使劲。后者指的是硅油被有角度的螺旋桨撞击形成一股向后的射流，孕育发生一种沿着螺旋桨轴标的目的向前的升力，推动潜艇向前行进。于中等雷诺数情境下，潜艇及螺旋桨蒙受向后的吸力会年夜在向前的升力，以是不管螺旋桨怎么转，潜艇都市退却退却。 丁阳先容，最近几年来，质料科学、微纳制造等要害支撑技术取患上突破性进展，推动了微型航行器如微型机械人的凌驾式生长。许多曾经经没法想见的中等雷诺数情境，现在已经频仍泛起。其研究提醒，于对于微型航行器举行设计时，需要思量雷诺数的影响，从而规避或者者使用这类“推进力反转”征象。 今朝，丁阳正于研究怎样让螺旋桨于中等雷诺数情境下高效孕育发生推进力，并深切切磋螺旋桨于中等雷诺数场景中的流体动力学特性，指望于跨学科相助中解决更多现实问题。 （图片由受访者提供）
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